● 摘要
摘 要本文应用计算流体力学软件FLUENT对简化GOLF1.6轿车的内部流场及车内驾驶员左耳接收点处的气动噪声进行了数值计算和分析。首先用UG建立1:1的简化轿车模型，采用四面体非结构网格、无滑移运动地面边界条件、分离式求解器的隐式解法和SIMPLE速度－压力耦合处理方法，并对简化模型的计算结果与试验结果进行对比，由此验证本文计算方法的有效性。然后对模型进行仿真计算：整个计算过程是匀速运动，计算分三个阶段进行：第一阶段（定常流场计算阶段）采用标准k-e 湍流模型，第二阶段（非定常流场计算阶段）采用Realizable k-e 湍流模型，第三阶段（脉动流场计算阶段）采用大涡模拟湍流模型。动量方程的离散格式第一和第二阶段采用二阶迎风格式，在第三阶段采用有限中心差分格式。第二和第三阶段均采用二阶精度时间积分方案。最后根据计算得出的速度矢量图和压力分布图，对接收点处的流速、压力及声压级进行分析。本文对两部分内容进行了研究。第一部分为天窗位置与尺寸对车内部流场与气动噪声的影响。第一部分的四种工况驾驶员附近气流流速分布其中有一个的速度范围是1.3~1.5m/s，在人体感觉舒适的1~2m/s范围内。四种工况的声压级计算结果说明随着天窗的后移，接收点处每个频率上对应的声压级是逐渐减小的；天窗的加宽也使接收点处每个频率对应的声压级减小。第二部分为天窗前端加不同扰流装置对车内部流场与气动噪声的影响，扰流装置选择了三种情况：不同截面形状，不同的开槽数量的情况，开相同数量的槽不同截面形状。计算结果说明天窗前端加不同的扰流装置可以不同程度的改善车内流场与气动噪声的情况。其中仿梯形、扇形截面形状以及仿梯形有5个小槽的扰流装置在改善气动噪声方面效果显著。